Raumbezogene Feldforschung zum Vorkommen von Pflanzen im nördlichen Ostbayern, 1945 bis 1991

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Otto Mergenthaler 1998 an seinem 100. Geburtstag
Otto Mergenthaler 1987 auf einer Exkursion der BASG am Arber
Historische TK25-Karte mit schraffierten und nummerierten Mergenthaler-Geoobjekten; © Bayerische Vermessungsverwaltung; Grafik DGE
MTB-Raster der 125 TK25-Karten, in denen die Exkursionsgebiete Otto Mergenthalers liegen; Open-Street-Map-Karte (OSM); Grafik DGE
Verteilungskarte der Begehungsgebiete Otto Mergenthalers (Plot midpoints) mit zugehörigen TK25-Karten-Einteilung; Komoot-Topo-Karte (OSM); ; Grafik DGE


Biographisches zu Otto Mergenthaler, Nachlass im Herbarium, Archiv und Bibliothek der Regensburgischen Botanischen Gesellschaft von 1790 an der Universität Regensburg

Otto Mergenthaler wurde am 1. Dezember 1898 in Treuchtlingen geboren. Wie sein Vater wurde er Eisenbahner und leitete am Ende seines Berufslebens als Bundesbahnoberamtmann das Prüfungsamt der Direktion Regensburg (Gaggermeier 2001). Zeit seines Lebens hatte er neben der Technik und Politik vielfältige Interessen im Bereich heimischer Natur und Naturschutz. Ab den 20er Jahren des letzten Jahrhunderts begann er sich für die botanische Feldforschung zu interessieren und trat bald der Regensburgischen Botanischen Gesellschaft von 1790 (RBG) bei. Von 1956 bis 1974 diente er ihr als Vorsitzender, danach als Ehrenvorsitzender. Ihm ist es untere anderem zu verdanken, dass die Gesellschaft mit der Gründung der Universität Regensburg und deren botanischen Lehrstühlen ab 1973 den Weg zu einer Partnerschaft zwischen beiden Einrichtungen ging (Zielonkowski 2001).

Sowohl Otto Mergenthalers Sammlung von ca. 5.000 bis 7.500 Herbarbögen vor allem aus Bayern, als auch seine botanischen Aufzeichnungen, z.B. die ca. 6.000 Exkursionslisten, und seine Sammlung von rund 19.000 Dias befinden sich heute an der Universität Regensburg als Teil des Herbariums bzw. integriert in das Archiv der RBG (siehe Einrichtungen der RBG). Betreut werden die Sammlungen vom Lehrstuhl Ökologie und Naturschutzbiologie, Peter Poschlod und der Universitätsbibliothek Regensburg. Bei den Bildern handelt es sich vor allem um Landschaftsbilder zu Lebensräumen in Bayern zwischen 1950 und 1960 (Bild-Beispiele als Abb. 3–6 in Bresinsky 1999), aber auch um Bilder einzelner Pflanzen. Die letzten Aufnahmen datieren um 1980. Die Katalogisierung und digitale Erschließung der wertvollen Bilddokumente liegt derzeit in den Händen von Anton Schmidt, ehemaliger Vorsitzender der RBG, und bei der Universitätsbibliothek Regensburg.

Otto Mergenthaler publizierte ab 1958 regelmäßig Neufunde zur Flora von Bayern (Literaturliste in Gaggermeier 2001). 1982 erschien sein Verbreitungsatlas zur Flora von Regensburg (Mergenthaler 1982), auf dem die heutige Erforschung der Flora von Regensburg aufbaut. Ab Ende der 1960er Jahre beteiligte er sich zunächst an den Arbeiten zum Atlas der Farn- und Blütenpflanzen der Bundesrepublik Deutschland (Haeupler & Schönfelder 1989), danach an den Arbeiten zur Erstellung des Verbreitungsatlases der Farn- und Blütenpflanzen Bayerns (Schönfelder & Bresinsky 1990). Dabei übernahm er die Regionale Verantwortlichkeit für die Oberpfalz (Bresinsky 1999). Ein langjähriger Mitarbeiter von O. Mergenthaler war Peter Hierl. Dessen Kenntnisse und speziell seine Neufunde von Adventivpflanzen (siehe Hierl 2009) integrierte er in seine Aufzeichnungen. Am 5. Mai 2001 verstarb Otto Mergenthaler im Alter von 103 Jahren in Regensburg.

Exkursionslisten und Exkursionsgebiete von Otto Mergenthaler

Exkursionsliste Otto Mergenthaler, Ordner 8, Objekt 8034, vom 21.06.1972

Otto Mergenthaler führte zwischen 1945 und 1991 zahlreiche Naturraum- und Biotop-bezogene Exkursionen im Raum Nordostbayern durch, die er mittels Exkursionslisten dokumentierte. Diese Listen bewahrte er, nach TK25-Quadranten geordnet, in zuletzt 10 Aktenordnern mit jeweils etwa 500–800 Seiten auf und schrieb sie chronologisch fort. Dabei wurden zwar die Exkursionsrouten (Toponyme, Wegbeschreibungen) genau dargestellt, aber keine punkt-genaue Georeferenzierung der Pflanzenbeobachtungen vorgenommen. Die Originale der Exkursionslisten werden im Archiv der RBG aufbewahrt. Sie enthalten wertvolle Informationen zu mehr als 5.800 Exkursionsgebieten, die 22 Naturraum-Einheiten in Bayern zuzuordnen sind. Über 200.000 Beobachtungen von Pflanzen sind verzeichnet.

Numerische Bezeichnung der Exkursionsgebiete, Digitalisierung der historischen Ausgaben der TK25-Karten mit eingezeichneten Exkursionsgebieten

Zwischen 1989 und 1990 wurden mit Unterstützung der Regierung der Oberpfalz (Höhere Naturschutzbehörde) diese rund 6.000 Exkursionslisten kopiert. Die Blätter wurden nach Naturräumen sensu Meynen et al. 1953-1962 sortiert, innerhalb der einzelnen Naturräume chronologisch geordnet und dann auf die 10 Aktenordner verteilt. Dabei wurden 4-stellige "Mergenthaler-Objektnummern" vergeben, die sich auf die Nummer des Ordners/Naturraum-Einheit bezieht, gefolgt von einer aufsteigenden Nummer für die untersuchten Biotope. Zusammen mit der nachträglichen Nummerierung erfolgte auch die farbige Skizzierung der Exkursionsgebiete in 125 historischen Ausgaben der TK25-Karten, in denen sich dann dieselben "Mergenthaler-Objektnummern" wiederfinden. Die Arbeiten wurden durch Jürgen Klotz und eine Geographin an der Behörde durchgeführt; Otto Mergenthaler stand für Rückfragen zur Verfügung. Die 125 historischen Karten mit eingezeichneten Exkursionsgebieten wurden danach eingescannt und als Bildobjekte gespeichert (siehe Grafiken rechts). 123 dieser Bilder liegen inzwischen passwortgeschützt auf einem Server des SNSB IT Zentrums und sind zusammen mit den einzelnen Beobachtungsdaten über DiversityCollection-Schnittstellen im internen DWB-Netzwerk zugänglich. Die Bildobjekte der TK25-Karten 6240 und 6733 mit Skizzierung der Exkursionsgebiete gingen verloren.

Georeferenzierung der historischen Kartenausschnitte und Erzeugung von Mergenthaler-Geoobjekten (Vektordaten)

Im Rahmen eines von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) finanzierten Projektverbundes mit dem Titel "Setting up an Information Network on Biological Research Data gained in the Field up to the Sustainable Storage in a Primary Data Repository (I-B-F)" (Webseiten: IBF Plants und IBF DWB) entwickelte Wolfgang Reichert ab 2010 für den Diversity GIS Editor eine Funktion, die eine rasche und bedienerfreundliche Georeferenzierung eingescannter historischer Kartenausschnitte erlaubt. Diese Funktion zur Erzeugung von Hintergrundkarten wurde in Kooperation mit Wolfgang Ahlmer anhand von Beispielen aus den 125 historischen Ausgaben der TK25-Karten mit vielen Mergenthaler-Geoobjekten optimiert.

Erst 2017 wurde dieser Arbeitsschritt dann fortgesetzt und Mergenthaler-Geoobjekte in großer Zahl erzeugt: Unter Anleitung von Wolfgang Ahlmer georeferenzierte Gabriela Rossi, Regierung der Oberpfalz, Höhere Naturschutzbehörde, die 125 Bilder der historischen Karten, diesmal mit ArcGIS, digitalisierte alle eingezeichneten Flächen als Polygone und speicherte sie unter der Mergenthaler-Objektnummer (Flächennummer) ab. Eine ArcGIS-Funktion errechnete den Mittelpunkt der Polygone mit Unschärfeangabe. Falls dieser Mittelpunkt – bei krummen Polygonen – außerhalb des Objektes lag, wurde er manuell korrigiert. Das Ergebnis waren zwei ArcView-Shape-Sets mit je 5.846 Shapes, bezeichnet als Mergenthaler_Fundorte und Mergenthaler_Fundpunkte.

Mergenthaler-Geoobjekte für die Flora von Bayern, bereitgestellt für die Darstellung mit dem Diversity GIS Editor (DGE)

Diese insgesamt fast 12.000 Shapes im ESRI-Format wurden 2017 der Flora von Bayern-Initiative zur weiteren Prozessierung im Diversity Workbench-Netzwerk und zur Langzeit-Archivierung übergeben. Wolfgang Reichert am SNSB IT-Zentrum transformierte die Mergenthaler-Shapes mit Hilfe des Diversity GIS Editors (DGE) in Geoobjekte (Microsoft SQL Geometry Objects; points, lines and areas).

Danach wurden die Geoobjekte (Vektordaten) mit akzessorischen Daten als CSV files über den DSP ImportWizard in die Datenbank DiversitySamplingPlots (DSP) importiert. Sie stehen jetzt über das DWB-Netzwerk (DWB Cloud, TNT Server, Plot-Identifier: <Obj-Nr>-area, <Obj-Nr>-midpoint) allgemein für Forschungs- und Monitoringprojekte zur Verfügung. Die Vektordaten lassen sich über Funktionen des Diversity GIS Editors auf verschiedenen, frei verfügbaren, georeferenzierten Hintergrundkarten als DGE-Grafiken darstellen (z.B. Layers von Open Street Maps, kombiniert mit MTB-Raster). DGE Anleitung in deutsch und DGE Arbeitsmaterial für Bayernflora-Mitarbeiter sind verfügbar.

GIS-Daten und verknüpfte Information werden über die Archivierungsdienste des SNSB IT-Zentrums in Kooperation mit Diensten des Leibniz-Rechenzentrums langzeit-archiviert.

Pflanzen-Beobachtungsdaten von Otto Mergenthaler in 5.846 Exkursionsgebieten

DiversityCollection-Dateneintrag zur Beobachtung von Impatiens noli-tangere L. am 10.7.1973 im Exkursionsgebiet Mergenthaler-Objekt Plot 8096; TK25 6939/314; DC Screenshot

Die Exkursionslisten von Otto Mergenthaler enthalten Texte mit Raum-Zeit-Taxon-Informationen zu den eigentlichen Beobachtungen der Gefäßpflanzenarten. Die erste Beobachtung datiert vom 1.6.1945, die letzte von 13.7.1991.

Datenmanagement

Diese Informationen wurden zwischen 1990 und 1992 von Jürgen Klotz, Anita Schön und Christine Strobel, finanziell unterstützt durch die Regierung der Oberpfalz (Höhere Naturschutzbehörde, hNB), in eine DOS-basierte TurboPascal-Datenbank, entwickelt von Ulrich Laepple, eingegeben. Darüber hinaus wurde für die Mergenthaler-Geoobjekte eine TK-Quadranten-Zuordnung und eine Berechnung von Millimeter-Koordinaten mit Unschärferadius (Zentralkoordinaten mit Umgriff des jeweiligen Exkursionsgebiets) sowie eine Verortung auf Flurkarten-Basis (1:5000) vorgenommen. Die Karteneinträge wurden dabei für die DB als mm-Koordinaten mit Unschärferadius georeferenziert (Zentralkoordinaten mit Umgriff des jeweiligen Exkursionsgebiets). Auch diese Informationen wurde über die TurboPascal-Datenbank verwaltet. Bei diesen Arbeiten überprüfte Otto Mergenthaler selbst die Gesamtartenliste auf mögliche Fehler.

Nach seinem Tod wurde der gesamte Datenbestand 2003 der damaligen Zentralstelle der Floristischen Kartierung Bayerns (am Lehrstuhl Botanik, Universität Regensburg) übergeben. Dort überführte Wolfgang Ahlmer die Daten mit den Original-Koordinaten als Millimeter R/H und dem berechneten Unschärferadius in eine MS Access-Datenbank. Die Zuordnung zu Flurkarten wurde nicht in die Access-DB übernommen. Das Ergebnis waren 208.000 Datensätze. Diese Datenbank wurde 2007 bis 2008, finanziert aus Mitteln des Bayerischen Landesamtes für Umwelt, durch Jürgen Klotz und Wolfgang Ahlmer qualitätskontrolliert. Dabei wurde unter Mitarbeit von Wolfgang Diewald eine Zuordnung der Mergenthaler-Geoobjekte zu TK-1/16-Quadranten vorgenommen (2814 verschiedene 1/16-Quadranten in 125 TK25 und ein Abgleich der Taxon-Namen zwischen den Originalangaben in analoger Form vorliegenden Mergenthaler-Exkursionslisten und den Taxon-Namen, wie sie in der TurboPascal-DB, verändert nach der taxonomischen Referenzliste des Bayerischen Landesamts für Umwelt, Stand 1990, eingetragen wurden. Soweit möglich wurden die bei der ersten Datenerfassung zwischen 1990 und 1992 nach der TaxRef-Liste 1990 angepassten Namen durch (stichprobenartigen) Vergleich mit den Aktenordnern wieder in die ursprünglichen Taxon-Namen aus den Originaldaten Mergenthalers geändert. Es wurde dabei nur ein Name abgespeichert; auf taxonomisch-inhaltiche Gleichheit der Synonyme wurde geachtet.

Der auf diese Weise nachbearbeitete Datenbestand wurde dann in die Datenbank des Bayerischen Landesamtes für Umwelt (LfU) sowie im Jahre 2010 durch Markus Weiss und Wolfgang Ahlmer in eine DiversityCollection-Installation am SNSB IT-Zentrum (IBFmergcoll, 196.291 Records, 1816 Taxa) überführt. Die einzelnen Beobachtungen wurden zu den Naturraum-Haupteinheiten und Einheiten in Bayern (siehe http://www.lfu.bayern.de/natur/naturraeume/doc/haupteinheiten_naturraum.pdf; nach Meynen et al. 1953-1962 und Ssymank 1994) zugeordnet, wie in DiversityGazetteers organisiert. Sie wurden folgenden 22 Einheiten zugeordnet: Cham-Further Senke, Donau-Isar-Hügelland, Donaumoos, Donauried, Dungau, Falkensteiner Vorwald, Hinterer Bayerischer Wald, Hinterer Oberpfälzer Wald, Hohes Fichtelgebirge, Isar-Inn-Hügelland, Lallinger Winkel, Mittelfränkisches Becken, Mittlere Frankenalb, Naab-Wondreb-Senke, Nördliche Frankenalb, Oberpfälzisches Hügelland, Passauer Abteiland und Neuburger Wald, Regensenke, Südliche Frankenalb, Vorderer Bayerischer Wald, Vorderer Oberpfälzer Wald, Vorland der Mittleren Frankenalb. Die zu den Exkursionsgebieten vorliegenden digitalen Bildobjekte, Geoobjekte und GIS-Informationen (siehe oben) wurden über DWB Datenbankeinträge verknüpft. Auf den Übertrag der Original-Koordinaten als Millimeter R/H mit berechnetem Unschärferadius sowie die Information zu Flurkarten in die DWB wurde verzichtet. Ein Abgleich mit der Taxonomischen Referenzliste der Gefäßpflanzen Bayerns, ab 2014 organisiert in DiversityTaxonNames, erfolgt noch.

Datenpublikation über online-Portale, Datenarchivierung

Beobachtungdaten von Otto Mergenthaler werden seit 2010 zusammen mit aktuellen Daten aus den Mergenthaler-Beobachtungsgebieten und zur Flora von Regensburg über den GBIF Data Publisher SNSB bereitgestellt (IBF Plants Datenpaket mit IBF Plants Beschreibung des Datenpaketes). Wissenschaftliche Arbeiten zur Vorbereitung und Optimierung dieser Datenpublikation erfolgten im Rahmen des DFG-finanzierten Projektes IBF Plants 2009–2014.

Für 2018 bereitet das Datenteam der Bayernflora die Replikation der Daten vor, um sie auch in die Bayernflora-Datenbank zu integrieren. Wie unter Datenbereitstellung beschrieben, sind die Daten dann über das Portal der Flora von Bayern und über andere wissenschaftliche online-Portale wie GFBio verfügbar.

Beobachtungsdaten und verknüpfte Information werden über die Archivierungsdienste des SNSB IT-Zentrums in Kooperation mit Diensten des Leibniz-Rechenzentrums langzeit-archiviert.

Gefäßpflanzen-Kartierung mit DiversityMobile in Exkursionsgebieten von Otto Mergenthaler

DiversityMobile App im Gelände

Im Jahre 2010 wurde die im Rahmen des Forschungsprojektes "Aufbau eines Informationsnetzes für biologische Forschungsdaten von der Erhebung im Feld bis zur nachhaltigen Sicherung in einem Primärdatenrepositorium (IBF)" entwickelte Smartphone App DiversityMobile in einer Untersuchung zur Florenveränderung in von Otto Mergenthaler besuchten Gebieten eingesetzt. Jürgen Klotz, Universität Regensburg, führte damit u. a. den Vergleich von Floren dreier Moore im Bayerischen Wald durch, in genau denjenigen Gebieten, die bereits Otto Mergenthaler 20 bis 40 Jahre zuvor genau studiert hatte. Es handelte sich dabei um drei Naturschutzgebiete mit insg. fünf Mergenthaler-Exkursionsgebieten, die Binklbach-Moorwiesen (TK 6940/24; Geoobjekte Plot 5257, Plot 5422), das Brandmoos (TK 6941/31; Geoobjekt Plot 9012) und das Schuttholzer Moor (7244/42; Geoobjekte Plot 5821, Plot 9413). Seine Erfahrungen und die Ergebnisse dieser gebietsbezogenen vergleichenden Datenanalysen wurden publiziert (Klotz 2016).

Die App DiversityMobile (Betriebssystem: Windows Phone) wurde von Bernhard Volz, Tobias Schneider und Georg Rollinger an der Universität Bayreuth entwickelt, in Kooperation mit der Botanischen Staatssammlung München und dem SNSB IT-Zentrum. Sie hat einen großen Funktionsumfang und soll vor allem die Erhebung von punktgenauen Forschungs- und Monitoringdaten mit Attributen und Bildern im Gelände erleichtern. DiversityMobile ermöglicht den download und damit die Mitnahme von früheren Beobachtungsdaten, wie denen von O. Mergenthaler, sowie die offline-Nutzung von geographischen Hintergrundskarten und Geoobjekten im Gelände. Taxonomische und andere Referenzlisten werden je nach Bedarf ebenfalls bereitgestellt. Nach der Datenerhebung (auch offline im Gelände) ist ein direkter Datentransfer der generierten Textinformation, der punktgenau georeferenzierten Daten und der Transfer von Medien auf Server am SNSB IT-Zentrum mit DiversityCollection-Installation vorgesehen. Die Software wurde und wird aktuell von Florenkennern der Bayernflora-Initiative getestet. Einige Smartphones mit DiversityMobile-Installation stehen leihweise zur Verfügung, siehe auch Datenbank-Anwendungssoftware zur Eingabe von BFL-Daten. Wolfgang Diewald und Tanja Weibulat am SNSB IT-Zentrum beraten Anwender.

Literatur

Bresinsky, A. 1999: Unserem Ehrenvorsitzenden Otto Mergenthaler zur Vollendung seines 100. Lebensjahres am 1. Dezember 1998. In: Hoppea Denkschriften der Regensburgischen Botanischen Gesellschaft. Bd. 60, S. 7–16.
Gaggermeier, H. 2001: Otto Mergenthaler – Ein Leben für die Botanik. In: Bayerischer Wald. Bd. 46, S. 3–6 (http://www.zobodat.at/pdf/DerBayerischeWald_15_2_0003-0006.pdf).
Haeupler, H. & Schönfelder, P. 1989: Atlas der Farn- und Blütenpflanzen der Bundesrepublik Deutschland. 2. Auflage. Ulmer, Stuttgart, S. 1–768.
Hierl, P. 2009: Cornucopiae cucullatum und andere seltene Adventivpflanzen im Hafen und Verschiebebahnhof Regensburg. In: Hoppea, Denkschriften der Regensburgischen Botanischen Gesellschaft. Bd. 70, S. 77–96.
Klotz, J. 2016: IBF Plants: Gefäßpflanzen-Kartierung mit dem Smartphone. Vergleich der Flora dreier Moore im Bayerischen Wald 30 Jahre nach der Kartierung von Otto Mergenthaler. In: Hoppea Denkschriften der Regensburgischen Botanischen Gesellschaft. Bd. 77, S. 123–138.
Mergenthaler, O. 1982: Verbreitungsatlas zur Flora von Regensburg. In: Hoppea, Denkschriften der Regensburgischen Botanischen Gesellschaft. Bd. 40, S. V-XII, 1-297.
Meynen, E., Schmithüsen, J., Gellert, J. F., Neef, E., Müller-Miny, H. & Schultze, J. H. 1962: Handbuch der naturräumlichen Gliederung Deutschlands. Bd. 1-8, Selbstverlag der Bundesanstalt für Landeskunde, Remagen und Bad Godesberg (1953–1962).
Schönfelder, P. & Bresinsky, A. (Hrsg.) 1990: Verbreitungsatlas der Farn- und Blütenpflanzen Bayerns. Ulmer, Stuttgart, S. 1–752.
Ssymank, A. 1994: Neue Anforderungen im europäischen Naturschutz. Das Schutzgebietssystem Natura 2000 und die "FFH-Richtlinie der EU". In: Natur und Landschaft. Bd. 69, Nr. 9, Bonn-Bad Godesberg, S. 395–406.
Zielonkowski, W. 2001: Otto Mergenthaler 1898–2001. In: Berichte der Bayerischen Botanischen Gesellschaft. Bd. 71, S. 177–180 (http://www.bbgev.de/berichte/071_2001/nachruf_otto_mergenthaler.pdf).